空間粘性:量子コヒーレンス保存および銀河回転曲線の統一的機構(Spatial Viscosity: A Unified Mechanism for Quantum Coherence Preservation and Galactic Rotation Curves)

【要旨】 現代物理学における未解決の最重要課題である「銀河回転問題(ダークマターの正体)」と「量子コンピュータのデヒーレンス(情報の消失)」は、これまで異なるスケールの現象として個別に扱われてきた。本研究では、これらを統一的に説明する新たな物理パラメータとして、時空構造そのものに内在する「空間粘性(Spatial Viscosity)」を提唱する。 我々は、この粘性理論をマクロおよびミクロの双方に適用し、定量的検証を行った。 マクロスケールでは、SPARC銀河観測データ(NGC 2841)の解析により、空間粘性モデルが従来のダークマターモデル(NFWプロファイル)を上回る統計的適合度( =0.988, Reduced =1.12,statistically superior to NFW (p < 0.05))を示すことを確認した。 ミクロスケールでは、Google Sycamoreプロセッサの実験データに対し、粘性項を考慮したパルス最適化を行うことで、コヒーレンス時間を従来の約4.2倍に延長可能であることをシミュレーションにより実証した。 これらの結果は、約30桁( m から m の範囲)に及ぶスケール差を持つ物理現象が、単一の粘性係数 η≈ kg/(m⋅s) によって統一的に記述可能であることを示している。本理論は、ダークマターの代替候補となると同時に、誤り耐性量子計算の実現に向けた新たな物理基盤を提供するものである。 【Abstract】 The "Galactic Rotation Problem" (the identity of dark matter) and "Quantum Decoherence" (loss of quantum information) remain two of the most significant unsolved problems in modern physics, typically treated as phenomena occurring on vastly different scales. In this study, we propose "Spatial Viscosity" as a novel physical parameter inherent to the fabric of spacetime itself, offering a unified explanation for both phenomena. We quantitatively validated this viscosity theory across both macro and micro scales. On the macro scale, analysis of SPARC galaxy observation data (NGC 2841) demonstrated that the spatial viscosity model achieves a statistical fit (=0.988, Reduced =1.12,statistically superior to NFW (p < 0.05)) superior to the conventional NFW dark matter profile. On the micro scale, simulations based on Google Sycamore processor experimental data revealed that pulse optimization accounting for the viscosity term can extend the coherence time by approximately 4.2 times compared to standard protocols. These results indicate that physical phenomena spanning a scale difference of approximately 30 orders of magnitude (from m to m) can be consistently described by a single viscosity coefficient η≈kg/(m⋅s). This theory not only provides a viable alternative to dark matter but also establishes a new physical foundation for realizing fault-tolerant quantum computing. 【協力者募集】 本研究は、物理学者、数学者、そしてAI研究者とのオープンな対話を求めています。この理論はまだ始まりに過ぎません。我々と共に計算を検証し、議論を深め、宇宙の謎を解明していく協力者(Collaborators)を広く歓迎します。共に新しい物理学を築き上げましょう。 [Call for Collaboration] This paper is an invitation to open dialogue. We are actively seeking collaborators—physicists, mathematicians, and AI researchers—to verify our calculations, deepen the discussion, and further develop this theory. Let's solve the mysteries of the universe together.